JP2001153044A - 容量可変型圧縮機の制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容量制御弁を構成する作動ロッドに作用する圧
力によって容量制御動作が撹乱されることを回避し、制
御動作の正確性や的確性を向上させる。 【解決手段】制御弁は、弁室４６を経由する給気通路２
８の開度を調節する弁体部４３と、感圧室４８を二つの
圧力室５５，５６に区画し両室間の差圧（ＰｄＨ−Ｐｄ
Ｌ）に基づいて変位可能な可動壁５４と、その可動壁の
変位動作を弁体部４３に伝達する作動ロッド４０と、該
ロッドを上方付勢して設定差圧を決定する電磁アクチュ
エータ１００とを備え、前記差圧が設定差圧を実現する
ように開度調節動作する。作動ロッドの基端部を収容す
るソレノイド室６３にはロッドの内部通路７４を介して
圧力室５６の圧力ＰｄＬが導かれている。作動ロッドの
先端部４１の断面積と基端部４４の有効受圧面積とはほ
ぼ等しくなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容量可変型圧縮機
に用いられる制御弁に関する。特に冷媒循環回路に設定
された二つの圧力監視点間の差圧が設定差圧に接近又は
収束する方向に、圧縮機のクランク室の内圧を誘導して
圧縮機の吐出容量を制御する容量可変型圧縮機の制御弁
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に車輌用空調装置の冷房回路は、凝
縮器（コンデンサ）、減圧装置としての膨張弁、蒸発器
（エバポレータ）及び圧縮機を備えている。圧縮機は蒸
発器からの冷媒ガスを吸入して圧縮し、その圧縮ガスを
凝縮器に向けて吐出する。蒸発器は冷房回路を流れる冷
媒と車室内空気との熱交換を行う。熱負荷又は冷房負荷
の大きさに応じて、蒸発器周辺を通過する空気の熱量が
蒸発器内を流れる冷媒に伝達されるため、蒸発器の出口
又は下流側での冷媒ガス圧力は冷房負荷の大きさを反映
する。車載用の圧縮機として広く採用されている容量可
変型斜板式圧縮機には、蒸発器の出口圧力（吸入圧Ｐｓ
という）を所定の目標値（設定吸入圧という）に維持す
べく動作する容量制御機構が組み込まれている。容量制
御機構は、冷房負荷の大きさに見合った冷媒流量となる
ように吸入圧Ｐｓを制御指標として圧縮機の吐出容量つ
まり斜板角度をフィードバック制御する。かかる容量制
御機構の典型例は、内部制御弁と呼ばれる容量制御弁で
ある。内部制御弁ではベローズやダイヤフラム等の感圧
部材で吸入圧Ｐｓを感知し、感圧部材の変位動作を弁体
の位置決めに利用して弁開度調節を行うことにより、斜
板室（クランク室ともいう）の圧力（クランク圧Ｐｃ）
を調節して斜板角度を決めている。

【０００３】また、単一の設定吸入圧しか持ち得ない単
純な内部制御弁では細やかな空調制御要求に対応できな
いため、外部からの電気制御によって設定吸入圧を変更
可能な設定吸入圧可変型制御弁も存在する。設定吸入圧
可変型制御弁は例えば、前述の内部制御弁に電磁ソレノ
イド等の電気的に付勢力調節可能なアクチュエータを付
加し、内部制御弁の設定吸入圧を決めている感圧部材に
作用する機械的バネ力を外部制御によって増減変更する
ことにより、設定吸入圧の変更を実現するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】車載用圧縮機は一般に
車輌エンジンから動力供給を受けて駆動される。圧縮機
はエンジン動力（又はトルク）を最も消費する補機の一
つであり、エンジンにとって大きな負荷であることは間
違いない。それ故、車輌用空調装置は、車輌の加速時や
登坂走行時などエンジン動力を車輌の前進駆動に極力振
り向けたい非常時には、圧縮機の吐出容量を最小化する
ことで圧縮機に由来するエンジン負荷を低減するような
制御（一時的な負荷低減措置としてのカット制御）を行
うようにプログラムされている。前述の設定吸入圧可変
弁付き容量可変型圧縮機を用いた空調装置では、制御弁
の設定吸入圧を通常の設定吸入圧よりも高い値に変更す
ることで現吸入圧を新設定圧に比して低い値とすること
により、圧縮機の吐出容量を最小化する方向に誘導して
実質的なカット制御を実現している。

【０００５】ところが、設定吸入圧可変弁付きの容量可
変型圧縮機の動作を詳細に解析したところ、吸入圧Ｐｓ
を指標としたフィードバック制御を介在させる限り、目
論見通りのカット制御（つまりエンジン負荷低減）が常
に実現するわけではないということが判明した。

【０００６】図１４のグラフは、吸入圧Ｐｓと圧縮機の
吐出容量Ｖｃとの相関関係を概念的に表したものであ
る。このグラフから分かるように、吸入圧Ｐｓと吐出容
量Ｖｃとの相関曲線（特性線）は一種類ではなく、蒸発
器での熱負荷の大きさに応じて複数の相関曲線が存在す
る。このため、ある圧力Ｐｓ１をフィードバック制御の
目標値たる設定吸入圧Ｐｓｅｔとして与えたとしても、
熱負荷の状況によって制御弁の自律動作によって実現さ
れる実際の吐出容量には一定幅（グラフではΔＶｃ）の
ばらつきが生じてしまう。例えば、蒸発器の熱負荷が過
大な場合には、設定吸入圧Ｐｓｅｔを十分に高くしたつ
もりでも、実際の吐出容量Ｖｃはエンジンの負荷を低減
するところまで落ちきらないという事態が生じ得る。つ
まり吸入圧Ｐｓに依拠した制御では、単に設定吸入圧Ｐ
ｓｅｔを高い値に設定変更しても、蒸発器での熱負荷の
変化が追従してこなければ、即座に吐出容量を落とせな
いというジレンマがある。

【０００７】蒸発器での熱負荷を反映する吸入圧Ｐｓに
基づいて容量可変型圧縮機の吐出容量を調節する制御手
法は、車外の寒暖の変化にかかわらず人間の快適感を左
右する室温の安定維持を図るという空調装置本来の目的
を達成する上では極めて妥当な制御手法であった。しか
し、上記カット制御にみられるように、空調装置本来の
目的を一時的に放棄してでも、駆動源（エンジン）の事
情を最優先して緊急避難的に迅速な吐出容量ダウンを実
現するには、吸入圧Ｐｓに依拠した制御では十分に対応
できないというのが実状である。

【０００８】本発明の目的は、蒸発器での熱負荷状況に
影響されることなく、圧縮機の吐出容量を制御可能な容
量可変型圧縮機の制御弁を提供することにあり、更に
は、該制御弁の構成部材に作用し得る各種の圧力によっ
て制御動作が阻害されたり撹乱されることがあまりな
く、容量制御動作の正確性や的確性に優れた制御弁を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、容量
可変型圧縮機の吐出圧領域とクランク室とをつなぐ給気
通路又は該圧縮機の吸入圧領域とクランク室とをつなぐ
抽気通路の一部を構成し得る弁室と、感圧室とを内部に
持つバルブハウジングと、前記弁室内に移動可能に設け
られ該弁室内での配置に応じて前記給気通路又は抽気通
路の開度を調節する弁体と、前記感圧室を冷媒循環回路
に設定された第１の圧力監視点の圧力が導かれる第１圧
力室と同回路に設定された第２の圧力監視点の圧力が導
かれる第２圧力室とに区画すると共に、前記第１及び第
２圧力室間の差圧に基づいて変位可能な区画部材と、先
端部及び基端部を有すると共にその先端部において前記
区画部材と作動連結されて該区画部材の変位動作を前記
弁体に伝達する作動ロッドと、前記作動ロッドを軸方向
に付勢することで前記二つの圧力監視点間の設定差圧を
決定する設定差圧決定手段とを備え、前記作動ロッドを
介しての区画部材と弁体との連動に基づき前記クランク
室の内圧を調節して圧縮機の吐出容量を制御する制御弁
であって、前記バルブハウジング内において作動ロッド
の基端部を収容する領域には、前記第１圧力室又は第２
圧力室に導かれる圧力と同種の圧力が導かれることを特
徴とするものである。

【００１０】冷媒循環回路に設定された二つの圧力監視
点間の差圧（二点間差圧）を制御指標として利用するこ
とで、冷媒循環回路の蒸発器での熱負荷状況に影響され
ることなく、容量可変型圧縮機の吐出容量を制御するこ
とが可能となる。又、制御弁における設定差圧とは、圧
縮機の目標吐出容量を規定するための制御目標値であ
る。本発明（請求項１）において、区画部材は、前記二
点間差圧を機械的に検出しその差圧に基づく力を作動ロ
ッドを介して弁体に波及させるための機械要素として機
能する。前記二点間差圧に基づく力が区画部材を介して
作動ロッド及び弁体に及ぶ一方で、設定差圧設定手段に
よる付勢力が作動ロッドに及ぶ。このため、作動ロッド
は前記二点間差圧と付勢力との相関関係に基づいて動作
し、弁室内で弁体を位置決めする。その結果、給気通路
又は抽気通路の開度が調節され、圧縮機のクランク室内
圧が制御されて圧縮機の吐出容量が調節される。この制
御弁の内部自律的な弁開度調節動作により、区画部材に
よって検知された二点間差圧が設定差圧設定手段の付勢
力に基づいて決まる設定差圧に接近し又は収束する方向
にクランク室の内圧が誘導され、圧縮機の吐出容量が調
節される。換言すれば、この制御弁は、前記二点間差圧
を設定差圧に略一致させるための自己完結的な内部制御
方式の定容量弁として機能する。

【００１１】更にこの制御弁によれば、作動ロッドの基
端域に作用する圧力が、作動ロッド先端域の第１圧力室
又は第２圧力室に導かれる圧力と実質的に同種であるた
め、作動ロッドの各端部に作用するガス圧に基づく押圧
力が相殺し合う状況が生まれ易い。従って、第１の圧力
監視点又は第２の圧力監視点の圧力等の圧力要因が個別
に、作動ロッドの変位動作に悪影響を及ぼして該変位動
作を拘束したり阻害する程度が少なくなる。そして、作
動ロッドの変位動作や弁体の位置決めが、前記二点間差
圧の状況を比較的忠実に反映したものとなって、容量制
御動作の正確性や的確性を向上させることが可能とな
る。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載の容量
可変型圧縮機の制御弁において、前記第１及び第２の圧
力監視点は、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と冷凍回
路を構成する凝縮器とを含む両者間の冷媒通路に設定さ
れていることを特徴とする。

【００１３】この構成によれば、二点間差圧に冷媒循環
回路の冷媒流量が反映されることとなり、同冷媒流量を
直接的に制御することが可能となる。請求項３の発明
は、請求項１又は２に記載の容量可変型圧縮機の制御弁
において、前記作動ロッドの先端部の軸直交断面積と、
作動ロッドの基端部を収容する領域に導かれている圧力
に関する当該基端部の有効受圧面積とが略等しく設定さ
れていることを特徴とする。

【００１４】この構成によれば、作動ロッドの先端部に
作用するガス圧に基づく押圧力と、作動ロッドの基端部
に作用するガス圧に基づく押圧力とを過不足なく相殺す
ることができる。従って、第１の圧力監視点又は第２の
圧力監視点の圧力等の圧力要因が個別に、作動ロッドの
変位動作に悪影響を及ぼして該変位動作を拘束したり阻
害することがなく、作動ロッドの変位動作や弁体の位置
決めが、前記二点間差圧の状況を最も正確に反映したも
のとなり、容量制御動作の正確性や的確性が向上する。
この点については、請求項４及び５の説明で更に詳しく
述べる。

【００１５】請求項４の発明は、請求項３に記載の容量
可変型圧縮機の制御弁において、前記作動ロッドの先端
部は前記第２圧力室内に配置され、前記作動ロッドの基
端部を収容する領域には、前記第１圧力室に導かれてい
る圧力と同種の圧力が導かれていることを特徴とする
（後記第１実施形態参照）。

【００１６】請求項４の主要な構成を模式的に示したの
が図１５である。説明の便宜上、第１の圧力監視点（Ｐ
１）と繋がる第１圧力室の圧力をＰＨ、第２の圧力監視
点（Ｐ２）と繋がる第２圧力室の圧力をＰＬ、第１圧力
室側における区画部材の受圧面積をＳＡ、作動ロッド先
端部の軸直交断面積及び作動ロッド基端部の有効受圧面
積をＳＢ、設定差圧決定手段の付勢力をＦＡとする。図
１５によれば、作動ロッドを基端部方向に押す力として
は、第１圧力室の圧力ＰＨがある。他方、作動ロッドを
先端部方向に押す力としては、第２圧力室の圧力ＰＬ、
付勢力ＦＡおよび作動ロッド基端部の収容領域に作用す
る圧力ＰＨがある。区画部材と作動ロッド先端部とは作
動連結されているから、第２圧力室側における区画部材
の受圧面積は（ＳＡ−ＳＢ）となる。この図に基づいて
作動ロッドに作用する力の均衡を数式化すると、ＰＨ・
ＳＡ＝ＰＬ（ＳＡ−ＳＢ）＋ＦＡ＋ＰＨ・ＳＢの等式が
成り立つ。これを更に整理すると（ＰＨ−ＰＬ）＝ＦＡ
／（ＳＡ−ＳＢ）となる。

【００１７】この式は第一に、作動ロッドは、前記二点
間差圧（ＰＨ−ＰＬ）が設定差圧決定手段の付勢力ＦＡ
を第２圧力室側における区画部材の受圧面積（ＳＡ−Ｓ
Ｂ）で除して得られる設定差圧に一致するように位置決
めされる旨を示している。つまり該制御弁によれば、前
記二点間差圧を指標とした内部自律的な容量制御が可能
であることを立証している。上記式は第二には、制御弁
の弁開度は、区画部材により検知される差圧（ＰＨ−Ｐ
Ｌ）と、設定差圧ＦＡ／（ＳＡ−ＳＢ）との相互関係の
みで決まり、前記差圧以外の個々の圧力要因（例えば、
単独のＰＨ、単独のＰＬ、吐出圧Ｐｄ等）が弁開度の決
定に一切関与しないことを示している。つまり、請求項
１及び３の欄で説明したように、前記差圧以外の圧力要
因が個別に、作動ロッドの変位動作に悪影響を及ぼして
該変位動作を阻害したり拘束することがないことを立証
している。従って、この構成によれば、作動ロッドの変
位動作や弁体の位置決めが、前記二点間差圧の状況を正
確に反映したものとなり、容量制御動作の正確性や的確
性が向上する。

【００１８】請求項５の発明は、請求項３に記載の容量
可変型圧縮機の制御弁において、前記作動ロッドの先端
部は前記第２圧力室内に配置され、前記作動ロッドの基
端部を収容する領域には、前記第２圧力室に導かれてい
る圧力と同種の圧力が導かれていることを特徴とする
（後記第２、第３及び第４実施形態参照）。

【００１９】請求項５の主要な構成を模式的に示したの
が図１６である。説明の便宜上用いる記号の意味は、図
１５の場合と同じである。図１６によれば、作動ロッド
を基端部方向に押す力としては、第１圧力室の圧力ＰＨ
がある。他方、作動ロッドを先端部方向に押す力として
は、第２圧力室の圧力ＰＬ、付勢力ＦＡおよび作動ロッ
ド基端部の収容領域に作用する圧力ＰＬがある。区画部
材と作動ロッド先端部とは作動連結されているから、第
２圧力室側における区画部材の受圧面積は（ＳＡ−Ｓ
Ｂ）となる。この図に基づいて作動ロッドに作用する力
の均衡を数式化すると、ＰＨ・ＳＡ＝ＰＬ（ＳＡ−Ｓ
Ｂ）＋ＦＡ＋ＰＬ・ＳＢの等式が成り立つ。これを更に
整理すると、（ＰＨ−ＰＬ）＝ＦＡ／ＳＡとなる。

【００２０】この式は第一に、作動ロッドは、前記二点
間差圧（ＰＨ−ＰＬ）が、設定差圧決定手段の付勢力Ｆ
Ａを第１圧力室側における区画部材の受圧面積ＳＡで除
して得られる設定差圧に一致するように位置決めされる
旨を示している。つまり該制御弁によれば、前記二点間
差圧を指標とした内部自律的な容量制御が可能であるこ
とを立証している。上記式は第二には、制御弁の弁開度
は、区画部材により検知される差圧（ＰＨ−ＰＬ）と、
設定差圧ＦＡ／ＳＡとの相互関係のみで決まり、前記差
圧以外の個々の圧力要因（例えば、単独のＰＨ、単独の
ＰＬ、吐出圧Ｐｄ等）が弁開度の決定に一切関与しない
ことを示している。つまり、請求項１及び３の欄で説明
したように、前記差圧以外の圧力要因が個別に、作動ロ
ッドの変位動作に悪影響を及ぼして該変位動作を阻害し
たり拘束することがないことを立証している。従って、
この構成によれば、作動ロッドの変位動作や弁体の位置
決めが、前記二点間差圧の状況を正確に反映したものと
なり、容量制御動作の正確性や的確性が向上する。

【００２１】請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれ
か一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁において、前
記作動ロッドは更にその先端部と基端部とを連結する連
結部を有し、その連結部の軸直交断面積は前記先端部の
軸直交断面積よりも小さく設定されており、且つ、その
連結部の周囲には、前記弁室と共に当該制御弁内におけ
る給気通路又は抽気通路を構成する連通路が確保されて
いることを特徴とする。

【００２２】この構成によれば、作動ロッドの連結部の
周囲に確保された連通路には、圧縮機の吐出圧領域の圧
力（吐出圧Ｐｄ）、吸入圧領域（吸入圧Ｐｓ）又はクラ
ンク室の圧力（クランク圧Ｐｃ）のいずれかが及ぶ。そ
の連通路内圧力は、作動ロッドの先端部を当該先端方向
に押すと共に、作動ロッドの基端部を当該基端方向にも
押す。但し、二つの押圧力は互いに向きが反対であるこ
とから、両者は互いに打ち消し合い又は弱め合う関係に
ある。このため、前記連通路に作用する圧力が何であろ
うとも、作動ロッドに作用する先端方向及び基端方向の
押圧力の合力は微々たるものとなる。従って、作動ロッ
ドの連結部の周囲に連通路を確保し、その連通路を制御
弁内における給気通路又は抽気通路として利用しても、
特に閉弁状態から開弁状態に移行する上で、その連通路
に及ぶ圧力（Ｐｄ，Ｐｓ又はＰｃ）が作動ロッドの変位
動作の致命的外乱とはなり得ず、そのような圧力が弁体
の位置決めに悪影響を及ぼす事態が回避される。つま
り、前記二点間差圧に応じた弁開度調節の精度が向上す
る。

【００２３】請求項７の発明は、請求項６に記載の容量
可変型圧縮機の制御弁において、前記作動ロッドの基端
部の軸直交断面積をその基端部付近での前記連通路の口
径面積と略同等又はそれ以上とし、且つ、前記作動ロッ
ドの先端部の軸直交断面積と、前記作動ロッドの基端部
付近での前記連通路の口径面積とを略等しく設定するこ
とで、前記連通路内の圧力に関する作動ロッド先端部側
の受圧面積と作動ロッド基端部側の受圧面積とを略等し
くしたことを特徴とする。

【００２４】この構成によれば、連通路内の圧力に関す
る作動ロッド先端部側の受圧面積は、作動ロッドの先端
部の軸直交断面積から連結部の軸直交断面積（ＳＣ）を
差し引くことで求められる。他方、連通路内圧力に関す
る作動ロッド基端部側の受圧面積は、作動ロッドの基端
部付近での連通路の口径面積から連結部の軸直交断面積
（ＳＣ）を差し引くことで求められる。そして、作動ロ
ッドの先端部の軸直交断面積と、前記作動ロッドの基端
部付近での前記連通路の口径面積とは略等しく設定され
ていることから、前記連通路内の圧力に関する作動ロッ
ド先端部側の受圧面積と作動ロッド基端部側の受圧面積
とは略等しくなる。このため、前記連通路に作用する圧
力が何であろうとも、作動ロッドに作用する先端方向及
び基端方向の押圧力は完全に相殺される。従って、作動
ロッドの連結部の周囲に連通路を確保し、その連通路を
制御弁内における給気通路又は抽気通路として利用して
も、その連通路に及ぶ圧力（Ｐｄ，Ｐｓ又はＰｃ）が作
動ロッドの変位動作の外乱とはなり得ず、そのような圧
力が弁体の位置決めに悪影響を及ぼす事態が回避され
る。従って、前記二点間差圧に応じた弁開度調節の精度
が更に向上する。

【００２５】請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれ
か一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁において、前
記作動ロッドには、第１圧力室又は第２圧力室の圧力を
該作動ロッドの基端部に導くための内部通路が形成され
ていることを特徴とする。

【００２６】この構成によれば、バルブハウジングの区
画壁部やバルブハウジングの外部を経由する特別な通路
を設けることなく、作動ロッドの内部通路を経由して第
１圧力室又は第２圧力室の圧力を作動ロッドの基端部に
導くことができる。これにより、作動ロッド以外の構成
部材（バルブハウジング等）の複雑化が必要最小限に抑
えられる。

【００２７】請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれ
か一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁において、前
記設定差圧決定手段は、設定差圧を外部からの制御によ
り変更可能とすべく作動ロッドの基端部に配設された設
定差圧変更アクチュエータを含んでなることを特徴とす
る。

【００２８】この構成によれば、設定差圧変更アクチュ
エータを用いて、制御弁の弁開度調節動作の基準となる
設定差圧を外部からの制御によって変更することが可能
となる。外部から設定差圧を変更すれば、それに応じて
圧縮機の吐出容量を変化させることができる。故にこの
制御弁は、外部制御によって圧縮機の吐出容量を任意調
節可能な外部制御方式の容量可変弁として機能でき、必
要時（又は非常時）には、冷媒循環回路の蒸発器での熱
負荷状況に影響されることなく圧縮機の吐出容量（ひい
ては負荷トルク）を短時間に急変させるような緊急避難
的な容量変更も可能となる。かかる制御弁によれば、通
常時において室温の安定維持を図るための圧縮機の吐出
容量制御と、非常時における緊急避難的な吐出容量の迅
速な変更とを両立させることが可能となる。

【００２９】請求項１０の発明は、請求項９に記載の容
量可変型圧縮機の制御弁において、前記設定差圧変更ア
クチュエータの非作動時又は不活性時において、クラン
ク室の内圧が増大する方向に前記弁体及び作動ロッドを
位置決めする初期化手段を更に備えてなることを特徴と
する。

【００３０】この構成によれば、電力供給の停止等によ
り設定差圧変更アクチュエータが非作動状態又は不活性
状態に陥った場合でも、初期化手段の自発的な作用によ
り、クランク室内圧を高めて圧縮機の吐出容量を減少方
向に誘導すること、つまり圧縮機の負荷トルクをゼロ又
は最小にすることができる。従って、容量可変型圧縮機
の安全性（非常事態に対する安全化対応能力）が高ま
る。又、圧縮機が低容量状態で停止すれば、圧縮機の次
回起動時における外部駆動源の負担を軽減することがで
きる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、車輌用空調装置を構成す
る容量可変型斜板式圧縮機の制御弁についてのいくつか
の実施形態を説明する。

【００３２】（第１実施形態：図１〜図５及び図１３参
照）図１に示すように容量可変型斜板式圧縮機は、シリ
ンダブロック１と、その前端に接合されたフロントハウ
ジング２と、シリンダブロック１の後端に弁形成体３を
介して接合されたリヤハウジング４とを備えている。こ
れら１，２，３及び４は、複数本の通しボルト１０（一
本のみ図示）により相互に接合固定されて該圧縮機のハ
ウジングを構成する。シリンダブロック１とフロントハ
ウジング２とに囲まれた領域にはクランク室５が区画さ
れている。クランク室５内には駆動軸６が前後一対のラ
ジアル軸受け８Ａ，８Ｂによって回転可能に支持されて
いる。シリンダブロック１の中央に形成された収容凹部
内には、前方付勢バネ７及び後側スラスト軸受け９Ｂが
配設されている。他方、クランク室５において駆動軸６
上にはラグプレート１１が一体回転可能に固定され、ラ
グプレート１１とフロントハウジング２の内壁面との間
には前側スラスト軸受け９Ａが配設されている。一体化
された駆動軸６及びラグプレート１１は、バネ７で前方
付勢された後側スラスト軸受け９Ｂと前側スラスト軸受
け９Ａとによってスラスト方向（駆動軸軸線方向）に位
置決めされている。

【００３３】駆動軸６の前端部は、動力伝達機構ＰＴを
介して外部駆動源としての車輌エンジンＥに作動連結さ
れている。動力伝達機構ＰＴは、外部からの電気制御に
よって動力の伝達／遮断を選択可能なクラッチ機構（例
えば電磁クラッチ）であってもよく、又は、そのような
クラッチ機構を持たない常時伝達型のクラッチレス機構
（例えばベルト／プーリの組合せ）であってもよい。
尚、本件では、クラッチレスタイプの動力伝達機構が採
用されているものとする。

【００３４】図１に示すように、クランク室５内にはカ
ムプレートたる斜板１２が収容されている。斜板１２の
中央部には挿通孔が貫設され、この挿通孔内に駆動軸６
が配置されている。斜板１２は、連結案内機構としての
ヒンジ機構１３を介してラグプレート１１及び駆動軸６
に作動連結されている。ヒンジ機構１３は、ラグプレー
ト１１のリヤ面から突設された二つの支持アーム１４
（一つのみ図示）と、斜板１２のフロント面から突設さ
れた二本のガイドピン１５（一本のみ図示）とから構成
されている。支持アーム１４とガイドピン１５との連係
および斜板１２の中央挿通孔内での駆動軸６との接触に
より、斜板１２はラグプレート１１及び駆動軸６と同期
回転可能であると共に駆動軸６の軸方向へのスライド移
動を伴いながら駆動軸６に対し傾動可能となっている。
なお、斜板１２は、駆動軸６を挟んで前記ヒンジ機構１
３と反対側にカウンタウェイト部１２ａを有している。

【００３５】ラグプレート１１と斜板１２との間におい
て駆動軸６の周囲には傾角減少バネ１６が設けられてい
る。このバネ１６は斜板１２をシリンダブロック１に接
近する方向（即ち傾角減少方向）に付勢する。又、駆動
軸６に固着された規制リング１８と斜板１２との間にお
いて駆動軸６の周囲には復帰バネ１７が設けられてい
る。この復帰バネ１７は、斜板１２が大傾角状態（二点
鎖線で示す）にあるときには駆動軸６に単に巻装される
のみで斜板その他の部材に対していかなる付勢作用も及
ぼさないが、斜板１２が小傾角状態（実線で示す）に移
行すると、前記規制リング１８と斜板１２との間で圧縮
されて斜板１２をシリンダブロック１から離間する方向
（即ち傾角増大方向）に付勢する。なお、斜板１２が圧
縮機運転時に最小傾角θｍｉｎ（例えば１〜５°の範囲
の角度）に達したときも、復帰バネ１７が縮みきらない
ようにバネ１７の自然長及び規制リング１８の位置が設
定されている。

【００３６】シリンダブロック１には、駆動軸６を取り
囲んで複数のシリンダボア１ａ（一つのみ図示）が形成
され、各シリンダボア１ａのリヤ側端は前記弁形成体３
で閉塞されている。各シリンダボア１ａには片頭型のピ
ストン２０が往復動可能に収容されており、各ボア１ａ
内にはピストン２０の往復動に応じて体積変化する圧縮
室が区画されている。各ピストン２０の前端部は一対の
シュー１９を介して斜板１２の外周部に係留され、これ
らのシュー１９を介して各ピストン２０は斜板１２に作
動連結されている。このため、斜板１２が駆動軸６と同
期回転することで、斜板１２の回転運動がその傾角θに
対応するストロークでのピストン２０の往復直線運動に
変換される。

【００３７】更に弁形成体３とリヤハウジング４との間
には、中心域に位置する吸入室２１と、それを取り囲む
吐出室２２とが区画形成されている。弁形成体３は、吸
入弁形成板、ポート形成板、吐出弁形成板およびリテー
ナ形成板を重合してなるものである。この弁形成体３に
は各シリンダボア１ａに対応して、吸入ポート２３及び
同ポート２３を開閉する吸入弁２４、並びに、吐出ポー
ト２５及び同ポート２５を開閉する吐出弁２６が形成さ
れている。吸入ポート２３を介して吸入室２１と各シリ
ンダボア１ａとが連通され、吐出ポート２５を介して各
シリンダボア１ａと吐出室２２とが連通される。そし
て、蒸発器３３の出口から吸入室２１（吸入圧Ｐｓの領
域）に導かれた冷媒ガスは、各ピストン２０の上死点位
置から下死点側への往動により吸入ポート２３及び吸入
弁２４を介してシリンダボア１ａに吸入される。シリン
ダボア１ａに吸入された冷媒ガスは、ピストン２０の下
死点位置から上死点側への復動により所定の圧力にまで
圧縮され、吐出ポート２５及び吐出弁２６を介して吐出
室２２（吐出圧Ｐｄの領域）に吐出される。吐出室２２
の高圧冷媒は凝縮器３１に導かれる。

【００３８】この圧縮機では、エンジンＥからの動力供
給により駆動軸６が回転されると、それに伴い所定傾角
θに傾いた斜板１２が回転する。その傾角θは、駆動軸
６に直交する仮想平面と斜板１２とがなす角度として把
握される。斜板の回転に伴って各ピストン２０が傾角θ
に対応したストロークで往復動され、前述のように各シ
リンダボア１ａでは、冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が
順次繰り返される。

【００３９】斜板１２の傾角θは、斜板回転時の遠心力
に起因する回転運動のモーメント、傾角減少バネ１６
（及び復帰バネ１７）の付勢作用に起因するバネ力によ
るモーメント、ピストン２０の往復慣性力によるモーメ
ント、ガス圧によるモーメント等の各種モーメントの相
互バランスに基づいて決定される。ガス圧によるモーメ
ントとは、シリンダボア内圧と、ピストン背圧にあたる
クランク室５の内圧（クランク圧Ｐｃ）との相互関係に
基づいて発生するモーメントであり、クランク圧Ｐｃに
応じて傾角減少方向にも傾角増大方向にも作用する。こ
の圧縮機では、後述する容量制御弁を用いてクランク圧
Ｐｃを調節し前記ガス圧によるモーメントを適宜変更す
ることにより、斜板の傾角θを最小傾角θｍｉｎと最大
傾角θｍａｘとの間の任意の角度に設定可能としてい
る。なお、最大傾角θｍａｘは、斜板１２のカウンタウ
ェイト部１２ａがラグプレート１１の規制部１１ａに当
接することで規制される。他方、最小傾角θｍｉｎは、
前記ガス圧によるモーメントが傾角減少方向にほぼ最大
化した状態のもとでの傾角減少バネ１６と復帰バネ１７
との付勢力バランスを支配的要因として決定される。

【００４０】斜板１２の傾角制御に関与するクランク圧
Ｐｃを制御するためのクランク圧制御機構は、図１に示
す圧縮機ハウジング内に設けられた抽気通路２７及び給
気通路２８並びに容量制御弁によって構成される。抽気
通路２７は吸入室２１とクランク室５とを接続する。給
気通路２８は吐出室２２とクランク室５とを接続し、そ
の途中には容量制御弁が設けられている。この制御弁の
開度を調節することで給気通路２８を介したクランク室
５への高圧ガスの導入量と抽気通路２７を介したクラン
ク室５からのガス導出量とのバランスが制御され、クラ
ンク圧Ｐｃが決定される。クランク圧Ｐｃの変更に応じ
て、ピストン２０を介してのクランク圧Ｐｃとシリンダ
ボア１ａの内圧との差が変更され、斜板の傾角θが変更
される結果、ピストンのストロークすなわち吐出容量が
調節される。

【００４１】（冷媒循環回路）図１及び図２に示すよう
に、車輌用空調装置の冷房回路（即ち冷媒循環回路）は
容量可変型斜板式圧縮機と外部冷媒回路３０とから構成
される。外部冷媒回路３０は例えば、凝縮器（コンデン
サ）３１、減圧装置としての温度式膨張弁３２及び蒸発
器（エバポレータ）３３を備えている。膨張弁３２の開
度は、蒸発器３３の出口側又は下流側に設けられた感温
筒３４の検知温度および蒸発圧力（蒸発器出口圧力）に
基づいてフィードバック制御される。膨張弁３２は、熱
負荷に見合った液冷媒を蒸発器３３に供給して外部冷媒
回路３０における冷媒流量を調節する。外部冷媒回路３
０の下流域には、蒸発器３３の出口と圧縮機の吸入室２
１とをつなぐ冷媒ガスの流通管３５が設けられている。
外部冷媒回路３０の上流域には、圧縮機の吐出室２２と
凝縮器３１の入口とをつなぐ冷媒の流通管３６が設けら
れている。圧縮機は外部冷媒回路３０の下流域から吸入
室２１に導かれた冷媒ガスを吸入して圧縮し、圧縮した
ガスを外部冷媒回路３０の上流域と繋がる吐出室２２に
吐出する。

【００４２】一般的傾向として圧縮機の吐出容量が大き
く冷媒循環回路を流れる冷媒の流量も大きいほど、回路
又は配管の単位長さ当りの圧力損失も大きくなる。つま
り、冷媒循環回路に沿って設定された二つの圧力監視点
Ｐ１，Ｐ２間の圧力損失（差圧）は該回路における冷媒
の流量と正の相関を示す。故に、二つの圧力監視点Ｐ
１，Ｐ２間の差圧ΔＰ（ｔ）＝ＰｄＨ−ＰｄＬを把握す
ることは、圧縮機の吐出容量を間接的に検出することに
他ならない。本実施形態では、流通管３６の最上流域に
当たる吐出室２２内に上流側の圧力監視点Ｐ１を定める
と共に、そこから所定距離だけ離れた流通管３６の途中
に下流側の圧力監視点Ｐ２を定めている。圧力監視点Ｐ
１でのガス圧ＰｄＨ（つまり吐出圧Ｐｄ）を第１の検圧
通路３７を介して、又、圧力監視点Ｐ２でのガス圧Ｐｄ
Ｌを第２の検圧通路３８を介してそれぞれ容量制御弁に
導いている。その差圧（ＰｄＨ−ＰｄＬ）は、圧縮機の
吐出容量を推し量る指標として、制御弁によって圧縮機
吐出容量のフィードバック制御に利用される。

【００４３】（容量制御弁）図３に示す容量制御弁は、
冷媒循環回路における二点間差圧を機械的に検出し、そ
の検出差圧を自己の弁開度調節に直接利用する。

【００４４】図３に示すように制御弁は、その上半部を
占める入れ側弁部と、下半部を占めるソレノイド部とを
備えている。入れ側弁部は、吐出室２２とクランク室５
とを繋ぐ給気通路２８の開度（絞り量）を調節する。ソ
レノイド部は、制御弁内に配設された作動ロッド４０を
外部からの通電制御に基づき付勢制御するための一種の
電磁アクチュエータであって、設定差圧変更アクチュエ
ータ１００として機能する。作動ロッド４０は、先端部
たる差圧受承部４１、連結部４２、略中央の弁体部４３
及び基端部たるガイドロッド部４４からなる棒状部材で
ある。弁体部４３はガイドロッド部４４の一部にあた
る。差圧受承部４１、連結部４２並びにガイドロッド部
４４（及び弁体部４３）の直径をそれぞれｄ１，ｄ２及
びｄ３とすると、ｄ２＜ｄ１＜ｄ３の関係が成立してい
る。そして、円周率をπとすると、差圧受承部４１の軸
直交断面積ＳＢはπ（ｄ１／２）2であり、連結部４２
の軸直交断面積ＳＣはπ（ｄ２／２）2であり、ガイド
ロッド部４４（及び弁体部４３）の軸直交断面積ＳＤは
π（ｄ３／２）2である。

【００４５】制御弁のバルブハウジング４５は、キャッ
プ４５ａと、入れ側弁部の主な外郭を構成する上半部本
体４５ｂと、ソレノイド部の主な外郭を構成する下半部
本体４５ｃとから構成されている。バルブハウジングの
上半部本体４５ｂ内には弁室４６及び連通路４７が区画
され、該上半部本体４５ｂとその上部に固着されたキャ
ップ４５ａとの間には感圧室４８が区画されている。

【００４６】弁室４６、連通路４７及び感圧室４８内に
は、作動ロッド４０が軸方向（図では垂直方向）に移動
可能に配設されている。弁室４６及び連通路４７は作動
ロッド４０の配置次第で連通可能となる。これに対し連
通路４７と感圧室４８とは、それらの境界に存在する隔
壁（バルブハウジング４５の一部）によって圧力的に隔
絶されている。又、その隔壁に形成された作動ロッド４
０用のガイド孔４９の内径も作動ロッドの差圧受承部４
１の径ｄ１に一致する。なお、連通路４７とガイド孔４
９とは相互延長の関係にあり、連通路４７の内径も作動
ロッドの差圧受承部４１の径ｄ１に一致する。つまり、
連通路４７とガイド孔４９は共に、前記ＳＢの軸直交断
面積（口径面積）を持つ。

【００４７】弁室４６の底壁は後記固定鉄心６２の上端
面によって提供される。弁室４６を取り囲むバルブハウ
ジングの周壁には半径方向に延びるポート５１が設けら
れ、このポート５１は給気通路２８の上流部を介して弁
室４６を吐出室２２に連通させる。連通路４７を取り囲
むバルブハウジングの周壁にも半径方向に延びるポート
５２が設けられ、このポート５２は給気通路２８の下流
部を介して連通路４７をクランク室５に連通させる。従
って、ポート５１、弁室４６、連通路４７及びポート５
２は、制御弁内において吐出室２２とクランク室５とを
連通させる給気通路２８の一部を構成する。

【００４８】弁室４６内には作動ロッドの弁体部４３が
配置される。連通路４７の内径ｄ１は、作動ロッドの連
結部４２の径ｄ２よりも大きく且つガイドロッド部４４
の径ｄ３よりも小さい。このため、弁室４６と連通路４
７との境界に位置する段差は弁座５３として機能し、連
通路４７は一種の弁孔となる。作動ロッド４０が図３の
位置（最下動位置）から弁体部４３が弁座５３に着座す
る最上動位置へ上動されると、連通路４７が遮断され
る。つまり作動ロッドの弁体部４３は、給気通路２８の
開度を任意調節可能な入れ側弁体として機能する。

【００４９】感圧室４８内には、区画部材としての可動
壁５４が軸方向に移動可能に設けられている。この可動
壁５４は感圧室４８を軸方向に二分し、該感圧室４８を
Ｐ１圧力室（第１圧力室）５５とＰ２圧力室（第２圧力
室）５６とに区画する。可動壁５４はＰ１圧力室５５と
Ｐ２圧力室５６との間の圧力隔壁の役目を果たし、両圧
力室５５，５６の直接連通を許容しない。なお、可動壁
５４の軸直交断面積をＳＡとすると、その断面積ＳＡは
連通路４７又はガイド孔４９の口径面積ＳＢよりも大き
い（ＳＢ＜ＳＡ）。

【００５０】Ｐ１圧力室５５は、キャップ４５ａに形成
されたＰ１ポート５５ａ及び第１の検圧通路３７を介し
て上流側の圧力監視点Ｐ１たる吐出室２２と常時連通す
る。他方、Ｐ２圧力室５６は、バルブハウジングの上半
部本体４５ｂに形成されたＰ２ポート５６ａ及び第２の
検圧通路３８を介して下流側の圧力監視点Ｐ２と常時連
通する。即ち、Ｐ１圧力室５５には吐出圧Ｐｄが圧力Ｐ
ｄＨとして導かれ、Ｐ２圧力室５６には、配管途中の圧
力監視点Ｐ２の圧力ＰｄＬが導かれている。故に、可動
壁５４の上面及び下面はそれぞれ圧力ＰｄＨ，ＰｄＬに
曝される受圧面となる。Ｐ２圧力室５６内には作動ロッ
ドの差圧受承部４１の先端が進入しており、その差圧受
承部４１の先端面には可動壁５４が結合している。更に
Ｐ２圧力室５６には、緩衝バネ５７が配設されている。
この緩衝バネ５７は、可動壁５４をＰ２圧力室５６から
Ｐ１圧力室５５に向けて付勢する。

【００５１】制御弁のソレノイド部（設定差圧変更アク
チュエータ１００）は、有底円筒状の収容筒６１を備え
ている。収容筒６１の上部には固定鉄心６２が嵌合さ
れ、この嵌合により収容筒６１内にはソレノイド室６３
が区画されている。ソレノイド室６３には、プランジャ
としての可動鉄心６４が軸方向に移動可能に収容されて
いる。固定鉄心６２の中心には軸方向に延びるガイド孔
６５が形成され、そのガイド孔６５内には、作動ロッド
のガイドロッド部４４が軸方向に移動可能に配置されて
いる。なお、ガイド孔６５の内壁面と前記ガイドロッド
部４４との間には若干の隙間（図示略）が確保されてお
り、この隙間を介して弁室４６とソレノイド室６３とが
連通している。つまり、ソレノイド室６３には弁室４６
と同じ吐出圧Ｐｄが及んでいる。

【００５２】ソレノイド室６３は作動ロッド４０の基端
部の収容領域でもある。即ち、ガイドロッド部４４の下
端は、ソレノイド室６３内にあって可動鉄心６４の中心
に貫設された孔に嵌合されると共にかしめにより嵌着固
定されている。従って、可動鉄心６４と作動ロッド４０
とは一体となって上下動する。固定鉄心６２と可動鉄心
６４との間には戻しバネ６６が配設されている。戻しバ
ネ６６は、可動鉄心６４を固定鉄心６２から離間させる
方向に作用して可動鉄心６４及び作動ロッド４０を下方
に付勢する。このため、戻しバネ６６は、可動鉄心６４
及び作動ロッド４０を最下動位置（非通電時における初
期位置）に戻すための初期化手段として機能する。固定
鉄心６２及び可動鉄心６４の周囲には、これら鉄心を跨
ぐ範囲にコイル６７が巻回されている。このコイル６７
には制御装置７０の指令に基づき駆動回路７２から駆動
信号が供給され、コイル６７は、その電力供給量に応じ
た大きさの電磁力Ｆを発生する。そして、その電磁力Ｆ
によって可動鉄心６４が固定鉄心６２に向かって吸引さ
れ作動ロッド４０が上動する。なお、コイル６７への通
電制御は、アナログ的な電流値制御、又は、通電時のデ
ューティ比Ｄｔを適宜変化させるデューティ制御ないし
ＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）のいずれでもよい。本
実施形態ではデューティ制御を採用する。制御弁の構造
上、デューティ比Ｄｔを小さくすると弁開度が大きくな
り、デューティ比Ｄｔを大きくすると弁開度が小さくな
る傾向にある。

【００５３】（制御弁の動作条件及び特性に関する考
察）図３の容量制御弁の弁開度は、入れ側弁体たる弁体
部４３を含む作動ロッド４０の配置如何によって決ま
る。作動ロッド４０の各部に作用する種々の力を総合的
に考察することで、この制御弁の動作条件や特性が明ら
かとなる。

【００５４】作動ロッドの差圧受承部４１の上端面に
は、緩衝バネ５７の上向き付勢力ｆ１によって減殺され
た可動壁５４の上下差圧に基づく下向き押圧力が作用す
る。但し、可動壁５４の上面の受圧面積はＳＡである
が、可動壁５４の下面の受圧面積は（ＳＡ−ＳＢ）であ
る。また、差圧受承部４１の下端面（受圧面積：ＳＢ−
ＳＣ）には、クランク圧Ｐｃによる上向き押圧力が作用
する。下向き方向を正方向として差圧受承部４１に作用
する全ての力ΣＦ１を整理すると、ΣＦ１は次の数１式
のように表される。

【００５５】

【数１】 他方、作動ロッドのガイドロッド部４４（弁体部４３を
含む）には、戻しバネ６６の下向き付勢力ｆ２によって
減殺された上向きの電磁付勢力Ｆが作用する。又、図１
３を参照して、弁体部４３、ガイドロッド部４４及び可
動鉄心６４の全露出面に作用する圧力を単純化して考察
すると、まず弁体部４３の上端面は、連通路４７の内周
面から垂下させた仮想円筒面（二本の垂直破線で示す）
によって内側部分と外側部分とに分けられ、前記内側部
分（面積：ＳＢ−ＳＣ）にはクランク圧Ｐｃが下向きに
作用し、前記外側部分（面積：ＳＤ−ＳＢ）には吐出圧
Ｐｄが下向きに作用するものとみなすことができる。他
方、ソレノイド室６３に及んでいる吐出圧Ｐｄは、可動
鉄心６４の上下面での圧力相殺を考慮すれば、ガイドロ
ッド部４４の軸直交断面積ＳＤに相当する面積でもって
ガイドロッド部４４を上向きに押している。上向き方向
を正方向として弁体部４３及びガイドロッド部４４に作
用する全ての力ΣＦ２を整理すると、ΣＦ２は次の数２
式のように表される。

【００５６】

【数２】 尚、上記数２式を整理する過程で、−Ｐｄ・ＳＤと、＋
Ｐｄ・ＳＤとが相殺されてＰｄ・ＳＢ項のみが残った。
つまりこの計算過程は、図３及び図１３のガイドロッド
部４４（弁体部４３を含む）の上下面に作用している吐
出圧Ｐｄの影響を、該Ｐｄがガイドロッド部４４の一面
（下面）にのみ集約的に作用するものと仮定して考察す
るときに、弁体部４３を含むガイドロッド部４４の吐出
圧Ｐｄに関する有効受圧面積がＳＤ−（ＳＤ−ＳＢ）＝
ＳＢと表現できることを意味している。つまり吐出圧Ｐ
ｄに関する限り、ガイドロッド部４４の有効受圧面積
は、ガイドロッド部４４の軸直交断面積ＳＤにかかわら
ず連通路４７の口径面積ＳＢに一致する。このように本
明細書では、ロッド等の部材の両端に同種の圧力が作用
している場合に、その圧力が部材の一方の端部にのみ集
約的に作用するものと仮定して考察することを許容する
ような実質的な受圧面積のことを特に、その圧力に関す
る「有効受圧面積」と呼ぶことにする。

【００５７】ちなみに、数２式の結果は、弁体部４３及
びガイドロッド部４４の断面積がＳＢで弁体部４３が連
通路４７（口径面積ＳＢ）内に嵌入可能なロッド構成の
場合において、弁体部４３の上端面にＰｃが作用しガイ
ドロッド部４４の下端域にＰｄが作用するときと全く同
じ結果となっていることに注意されたい。

【００５８】さて、作動ロッド４０は差圧受承部４１と
ガイドロッド部４４とを連結部４２で連結してなる一体
物であるから、その配置はΣＦ１＝ΣＦ２の力学的均衡
を充足する位置に決まる。このΣＦ１＝ΣＦ２の等式を
整理する過程で、左右両辺のＰｃ（ＳＢ−ＳＣ）項が相
殺される。次の数３式は、前記等式を整理した後の形を
示す。

【００５９】

【数３】 本実施形態では圧力監視点Ｐ１は吐出室２２内に設定さ
れているから、Ｐｄ＝ＰｄＨである。この関係を上記数
３式に代入して整理すると、次の数４式及び数５式のよ
うになる。

【００６０】

【数４】

【００６１】

【数５】 数５式の右辺において、ｆ１，ｆ２，ＳＡ，ＳＢは機械
設計の段階で一義的に決まる確定的なパラメータであ
り、電磁付勢力Ｆのみがコイル６７への電力供給量に応
じて変化する可変パラメータである。この数５式から次
の二つのことが言える。第１に、図３の容量制御弁は、
その弁開度調節動作の基準となる二点間差圧ΔＰ（ｔ）
＝ＰｄＨ−ＰｄＬの設定値（即ち設定差圧ＴＰＤ）を、
コイル６７へのデューティ制御によって外部から一義的
に決定することが可能な構造となっている。つまり制御
弁は、外部制御によって設定差圧ＴＰＤを変更すること
が可能な設定差圧可変型の制御弁である。数５式の右辺
の分子が（Ｆ−ｆ２＋ｆ１）であることから、図３の制
御弁における設定差圧決定手段は、設定差圧可変アクチ
ュエータ１００、戻しバネ６６及び緩衝バネ５７によっ
て構成される。

【００６２】第２に、作動ロッド４０の配置を決定する
力学関係式（数５式）中には、二点間差圧（ＰｄＨ−Ｐ
ｄＬ）以外の圧力パラメータ（例えばＰｃやＰｄを含む
項）が含まれず、従ってクランク圧Ｐｃや吐出圧Ｐｄの
絶対値が作動ロッド４０の位置決めに影響を及ぼすこと
がない。換言すれば、前記二点間差圧以外の圧力パラメ
ータは作動ロッド４０の変位動作の阻害又は拘束要因と
はなり得ず、容量制御弁は、前記二点間差圧ΔＰ（ｔ）
と、電磁付勢力Ｆ及びバネ力ｆ１，ｆ２との力学的バラ
ンスのみに基づいて円滑に作動し得る。

【００６３】このような動作特性を有する容量制御弁に
よれば、個々の状況下でおよそ次のようにして弁開度が
決まる。まず、コイル６７への通電がない場合（Ｄｔ＝
０％）には、戻しバネ６６の作用が支配的となり作動ロ
ッド４０は図３に示す最下動位置に配置される。このと
き、作動ロッドの弁体部４３が弁座５３から最も離れて
入れ側弁部は全開状態となる。他方、コイル６７に対し
デューティ比可変範囲の最小デューティの通電があれ
ば、少なくとも上向きの電磁付勢力Ｆが戻しバネ６６の
下向き付勢力ｆ２を凌駕する。そして、ソレノイド部に
よって生み出された上向き付勢力（Ｆ−ｆ２）が、緩衝
バネ５７の上向き付勢力ｆ１によって減殺された二点間
差圧（ＰｄＨ−ＰｄＬ）に基づく下向き押圧力に対向
し、その結果、前記数５式を満たすように作動ロッドの
弁体部４３が弁座５３に対して位置決めされ、制御弁の
弁開度が決定される。こうして決まった弁開度に応じ
て、給気通路２８を介してのクランク室５へのガス供給
量が決まり、前記抽気通路２７を介してのクランク室５
からのガス放出量との関係でクランク圧Ｐｃが調節され
る。つまり制御弁の弁開度を調節するということはクラ
ンク圧Ｐｃを調節することにほかならない。

【００６４】なお、電磁付勢力Ｆが変化しない限り、図
３の制御弁はそのときの電磁付勢力Ｆに応じた設定差圧
ＴＰＤで作動する定容量弁であるが、外部制御によって
電磁付勢力Ｆを変化させ設定差圧ＴＰＤを適宜変更でき
ることで、容量制御弁としての実質を備える。

【００６５】（制御体系）図２及び図３に示すように、
車輌用空調装置は該空調装置の制御全般を司る制御装置
７０を備えている。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、
ＲＡＭ及びＩ／Ｏインターフェイスを備えたコンピュー
タ類似の制御ユニットであり、Ｉ／Ｏの入力端子には外
部情報検知手段７１が接続され、Ｉ／Ｏの出力端子には
駆動回路７２が接続されている。少なくとも制御装置７
０は、外部情報検知手段７１から提供される各種の外部
情報に基づいて適切なデューティ比Ｄｔを演算し、駆動
回路７２に対しそのデューティ比Ｄｔでの駆動信号の出
力を指令する。駆動回路７２は、命じられたデューティ
比Ｄｔの駆動信号を制御弁のコイル６７に出力する。コ
イル６７に提供される駆動信号のデューティ比Ｄｔに応
じて、制御弁ソレノイド部の電磁付勢力Ｆが変化する。
この意味で、制御弁のソレノイド部、駆動回路７２及び
制御装置７０は、制御弁の自律的な開度調節の基準又は
目標となる設定差圧ＴＰＤを外部的に変化させるための
設定差圧変更手段を構成する。

【００６６】前記外部情報検知手段７１は各種センサ類
を包括する機能実現手段である。外部情報検知手段７１
を構成するセンサ類としては、例えば、Ａ／Ｃスイッチ
（乗員が操作する空調装置のＯＮ／ＯＦＦスイッチ）、
車室内温度Ｔｅ（ｔ）を検出するための温度センサ、車
室内温度の好ましい設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）を設定する
ための温度設定器、車速Ｖを検出するための車速セン
サ、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数セン
サ、エンジンの吸気管路に設けられたスロットル弁の角
度又は開度を検知するためのアクセル開度センサがあげ
られる。なお、スロットル弁角度又は開度は、車輌の操
縦者によるアクセルペダルの踏込量を反映した情報とし
ても利用される。

【００６７】次に、図４及び図５のフローチャートを参
照して制御装置７０による制御弁へのデューティ制御の
概要を簡単に説明する。図４のチャートは、空調制御プ
ログラムの幹となるメインルーチンを示す。車輌のイグ
ニションスイッチ（又はスタートスイッチ）がＯＮされ
ると、制御装置７０は電力を供給され演算処理を開始す
る。制御装置７０は、図４のステップＳ４１（以下単に
「Ｓ４１」という、他のステップも以下同様）において
初導プログラムに従い各種の初期設定を行う。例えば、
制御弁の設定差圧ＴＰＤやデューティ比Ｄｔに初期値又
は暫定値を与える。その後、処理はＳ４２以下に示され
た状態監視及びデューティ比の内部演算処理へと進む。

【００６８】Ｓ４２では、Ａ／ＣスイッチがＯＮされる
まで該スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状況が監視される。Ａ／
ＣスイッチがＯＮされると、処理は非常時判定ルーチン
（Ｓ４３）へ進む。Ｓ４３では、車輌が非定常的な状態
つまり非常時運転モードにあるか否かを外部情報に基づ
いて判断する。ここで言う「非常時運転モード」とは、
例えば、登坂走行のようなエンジンＥが高負荷状態にあ
る場合とか、追い越し加速のような車輌の加速時（少な
くとも操縦者が急加速を欲している場合）を指す。例示
したいずれの場合も、外部情報検知手段７１から提供さ
れる検出アクセル開度を所定の判定値と比較すること
で、そのような高負荷状態又は車輌加速状態にあること
を合理的に推定することができる。

【００６９】Ｓ４３判定がＹＥＳ、つまり非常時運転モ
ードにあるときには、制御装置７０は非常時対応制御
（Ｓ４４）を行う。この非常時対応制御は、例えば、エ
ンジンの高負荷状態や車輌加速状態を最初に検知した時
点から所定期間ΔＴだけ、前記駆動信号のデューティ比
Ｄｔをその可変幅内の最小値又はゼロに強制的に設定変
更するというものである。デューティ比Ｄｔが極小化さ
れている期間ΔＴは、前記二点間差圧（ＰｄＨ−Ｐｄ
Ｌ）にかかわらず容量制御弁が最大開度となり、クラン
ク圧Ｐｃが即座に高まって傾角θが迅速に最小化され、
圧縮機の吐出容量が最小となる。これにより、エンジン
Ｅの負荷が少なからず軽減され、エンジン出力を車輌の
前進駆動力に極力振り向けることが可能となる。なお、
前記期間ΔＴの間、空調装置の冷房能力は犠牲にされる
が、この期間ΔＴは一時的な短期間であり、乗員の快適
性維持に重大な支障を来すことはまずない。

【００７０】非常時判定ルーチンでの監視項目のいずれ
にも該当しない場合には、Ｓ４３判定がＮＯとなる。そ
の場合には、車輌が定常的な状態つまり通常運転モード
にあるとみなされる。ここで言う「通常運転モード」と
は、プログラム的には非常時判定ルーチンの監視項目に
該当しない排他的な条件充足状態を意味し、つまるとこ
ろ、車輌が平均的な運転状況で使用されていると合理的
に推定できる状態を指す。Ｓ４３判定がＮＯの場合に
は、処理は通常制御ルーチンＲＦ５へ移行する。多くの
場合、図４のメインルーチンでの処理は通常制御ルーチ
ンＲＦ５での処理を経てＳ４２に復帰する。

【００７１】図５の通常制御ルーチンＲＦ５は、通常運
転モードでの空調能力即ち圧縮機の吐出容量のフィード
バック制御に関する手順を示す。差圧を検知する可動壁
５４を備えた制御弁では、差圧ΔＰ（ｔ）＝ＰｄＨ−Ｐ
ｄＬに対する弁開度のフィードバック制御は機械的又は
内部自律的に完了するため、ルーチンＲＦ５での処理の
本質は、蒸発器３３での熱負荷状況にあわせて制御弁の
設定差圧ＴＰＤをリアルタイムで修正することにある。
図５のステップＳ５１〜Ｓ５３は、車輌エンジンＥが常
用回転域を超える高速回転状態にあるときに圧縮機のデ
ッドロック等を未然防止するための危機回避措置に関す
る処理である。ステップＳ５４〜Ｓ５７は、デューティ
比Ｄｔの回帰的補正による容量制御弁の設定差圧ＴＰＤ
の修正に関する処理である。

【００７２】Ｓ５１において制御装置７０は、実測され
たエンジン回転数ＮＥが、所定の閾値回転数Ｋ以上であ
るか否かを判定する。この閾値回転数Ｋは、そのＫ以上
での高速回転を持続した場合に圧縮機に異常が起き易く
なるか否かという観点で定められており、例えば５００
０ｒｐｍとか６０００ｒｐｍという回転数である。Ｓ５
１判定がＹＥＳの場合、Ｓ５２において現在のデューテ
ィ比Ｄｔが所定の安全値ＤｔＳを超えているか否かを判
定する。この安全値ＤｔＳは、設定差圧ＴＰＤを過度に
高めず高速回転時において過度な大容量運転を強要し得
ないようなデューティ比の上限値であって、例えば４０
％とか５０％といった値である。Ｓ５１判定及びＳ５２
判定が共にＹＥＳの場合には、エンジン回転数ＮＥがＫ
以上の高速回転状態であるにもかかわらず、デューティ
比Ｄｔが過度な大容量運転を圧縮機に強要するような値
であることから、その場合には制御装置７０は、Ｓ５３
においてデューティ比Ｄｔを安全値ＤｔＳに強制的に引
き下げ、その旨を駆動回路７２に指令する。そして、閾
値回転数Ｋ以上の高速回転時に、圧縮機が大容量運転状
態に陥るのを未然防止する。Ｓ５１判定もしくはＳ５２
判定がＮＯの場合又はＳ５３でのＤｔ再設定の後、処理
はＳ５４に進む。

【００７３】Ｓ５４において制御装置７０は、温度セン
サの検出温度Ｔｅ（ｔ）が温度設定器による設定温度Ｔ
ｅ（ｓｅｔ）より大であるか否かを判定する。Ｓ５４判
定がＮＯの場合、Ｓ５５において前記検出温度Ｔｅ
（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）より小であるか否かを
判定する。Ｓ５５判定もＮＯの場合には、検出温度Ｔｅ
（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）に一致していることに
なるため、冷房能力の変化につながるＤｔ変更つまり設
定差圧ＴＰＤの変更の必要はない。それ故、制御装置７
０は駆動回路７２にデューティ比Ｄｔの変更指令を発す
ることなく、該ルーチンＲＦ５を離脱する。

【００７４】Ｓ５４判定がＹＥＳの場合、車室内は暑く
熱負荷が大きいと予測されるため、Ｓ５６において制御
装置７０はデューティ比Ｄｔを単位量ΔＤだけ増大さ
せ、その修正値（Ｄｔ＋ΔＤ）へのデューティ比変更を
駆動回路７２に指令する。すると、ソレノイド部の電磁
力Ｆが若干強まることで制御弁の設定差圧ＴＰＤも若干
増大する。すると、その時点での差圧ΔＰ（ｔ）では上
下付勢力の均衡が図れないため、作動ロッド４０が上動
して戻しバネ６６が蓄力され、バネ６６の下向き付勢力
ｆ２の増加分が上向きの電磁付勢力Ｆの増加分を補償し
て再び数５式が成立する位置に作動ロッドの弁体部４３
が位置決めされる。その結果、制御弁の開度（つまり給
気通路２８の開度）が若干減少し、クランク圧Ｐｃが低
下傾向となり、クランク圧Ｐｃとシリンダボア内圧との
ピストンを介した差も小さくなって斜板１２が傾角増大
方向に傾動し、圧縮機の状態は吐出容量が増大し負荷ト
ルクも増大する方向に移行する。圧縮機の吐出容量が増
大すれば、蒸発器３３での除熱能力も高まり温度Ｔｅ
（ｔ）も低下傾向に向かうはずであり、又、圧力監視点
Ｐ１，Ｐ２間の差圧は増加する。

【００７５】他方、Ｓ５５判定がＹＥＳの場合、車室内
は寒く熱負荷が小さいと予測されるため、Ｓ５７におい
て制御装置７０はデューティ比Ｄｔを単位量ΔＤだけ減
少させ、その修正値（Ｄｔ−ΔＤ）へのデューティ比変
更を駆動回路７２に指令する。すると、ソレノイド部の
電磁力Ｆが若干弱まることで制御弁の設定差圧ＴＰＤも
若干減少する。すると、その時点での差圧ΔＰ（ｔ）で
は上下付勢力の均衡が図れないため、作動ロッド４０が
下動して戻しバネ６６の蓄力も減り、バネ６６の下向き
付勢力ｆ２の減少分が上向きの電磁付勢力Ｆの減少分を
補償して再び数５式が成立する位置に作動ロッドの弁体
部４３が位置決めされる。その結果、制御弁の開度（つ
まり給気通路２８の開度）が若干増加し、クランク圧Ｐ
ｃが増大傾向となり、クランク圧Ｐｃとシリンダボア内
圧とのピストンを介した差も大きくなって斜板１２が傾
角減少方向に傾動し、圧縮機の状態は吐出容量が減少し
負荷トルクも減少する方向に移行する。圧縮機の吐出容
量が減少すれば、蒸発器３３での除熱能力も低まり温度
Ｔｅ（ｔ）も増加傾向に向かうはずであり、又、圧力監
視点Ｐ１，Ｐ２間の差圧は減少する。

【００７６】このようにＳ５６及び／又はＳ５７でのデ
ューティ比の修正処理を経ることで、検出温度Ｔｅ
（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）からずれていても制御
弁の設定差圧ＴＰＤが次第に最適化され、更に制御弁で
の内部自律的な弁開度調節も相俟って温度Ｔｅ（ｔ）が
設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）付近に収束する。

【００７７】（効果）第１実施形態によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。 〇 本実施形態では、蒸発器３３での熱負荷の大きさに
影響される吸入圧Ｐｓそのものを容量制御弁の開度制御
における直接の指標とすることなく、冷媒循環回路にお
ける二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の差圧ΔＰ（ｔ）＝
ＰｄＨ−ＰｄＬを直接の制御対象として圧縮機吐出容量
のフィードバック制御を実現している。このため、蒸発
器３３での熱負荷状況に影響されることなく、エンジン
側の事情を優先すべき非常時には外部制御によって即座
に吐出容量を減少させることができる。それ故に、加速
時等におけるカット制御の応答性やカット制御の信頼性
及び安定性に優れている。

【００７８】〇 通常時においても、検出温度Ｔｅ
（ｔ）及び設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）に基づいて、設定差
圧ＴＰＤを決定するデューティ比Ｄｔを自動修正（図５
のＳ５４〜Ｓ５７）すると共に、二点間差圧ΔＰ（ｔ）
を指標とした制御弁の内部自律的な弁開度調節に基づい
て圧縮機の吐出容量を制御することにより、前記検出温
度と設定温度との差が小さくなる方向に吐出容量を誘導
して人間の快適感を満足させるという空調装置本来の目
的を十分に達成することができる。つまり本実施形態に
よれば、通常時における室温の安定維持を図るための圧
縮機の吐出容量制御と、非常時における緊急避難的な吐
出容量の迅速な変更とを両立させることができる。

【００７９】〇 図３の制御弁は、電磁付勢力Ｆが変更
されない限り、Ｆ，ｆ１，ｆ２，ＳＡ，ＳＢによって決
定される設定差圧ＴＰＤ通りの二点間差圧を実現してそ
の二点間差圧に対応した定流量を維持すべく圧縮機の吐
出容量を自律的に制御する内部制御弁として機能する。
又、外部制御により電磁付勢力Ｆを変更することで設定
差圧ＴＰＤを適宜変更可能な設定差圧可変型の容量制御
弁として機能する。

【００８０】〇 作動ロッドの差圧受承部４１の軸直交
断面積とガイドロッド部４４の有効受圧面積とを同じＳ
Ｂに設定すること（これは、連通路４７とガイド孔４９
とを同じ軸直交断面積ＳＢに設定することでもある）、
及び、弁室４６及びソレノイド室３６とＰ１圧力室５５
の双方に同じ吐出圧Ｐｄ（＝ＰｄＨ）を導入することに
より、作動ロッド４０の位置決めに関する力学関係式
（数５式）に、吐出圧Ｐｄ（＝ＰｄＨ）や圧力ＰｄＬの
単独項が含まれる事態を回避して、該力学関係式をＰｄ
Ｈ−ＰｄＬの差圧と機械的バネ力とによって一義的に表
現可能とした。つまり、前記二点間差圧（ＰｄＨ−Ｐｄ
Ｌ）以外の圧力パラメータは作動ロッド４０の変位動作
を阻害又は拘束する要因とはなり得ず、それ故に図３の
制御弁は、動作の正確性や的確性が格段に優れている。

【００８１】〇 作動ロッドの連結部４２の周囲の連通
路４７にはクランク圧Ｐｃが及んでいるが、前述の数式
を用いた特性解析から分かるように、作動ロッド４０の
位置決め（つまり弁開度調節）にはクランク圧Ｐｃの影
響が及ばない。即ち、連通路４７とガイド孔４９とを同
じ軸直交断面積ＳＢに設定することにより、作動ロッド
４０の差圧受承部４１と弁体部４３との間の領域に導入
されたクランク圧Ｐｃに基づく上向きの力と下向きの力
とが相殺される構造となっている。故に、作動ロッド４
０はクランク圧Ｐｃの大小に影響されずに円滑に変位で
き、図３の制御弁は、クランク圧Ｐｃの変動を外乱とし
て受けることなく動作が安定する。

【００８２】（第２実施形態：図６及び図７参照）前記
第１実施形態では、圧縮機の吐出室２２と凝縮器３１と
を結ぶ流通管３６に沿って二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２
を設定した。これに対し、第２実施形態では図６に示す
ように、蒸発器３３と圧縮機の吸入室２１とを結ぶ流通
管３５に沿って二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２を設定し
た。より具体的には、吸入室２１を下流側の圧力監視点
Ｐ２とし、そこから上流側に所定距離だけ離れたところ
を上流側の圧力監視点Ｐ１として設定した。

【００８３】図７は第２実施形態で用いられる容量制御
弁を示す。図７の制御弁の機械的構造は図３の制御弁と
全く同じであるが、制御弁内の各室への圧力導入の仕方
において両者は大きく異なる。即ち図７の制御弁では、
弁室４６はポート５１を介してクランク室５と連通し、
連通路４７はポート５２を介して吐出室２２と連通して
いる。つまり、弁室４６及び連通路４７経由での吐出室
２２からクランク室５へのガス流通方向が図３と図７の
制御弁では逆になっている。又、図７の制御弁では、Ｐ
１圧力室５５には図６の圧力監視点Ｐ１の圧力がＰｓＨ
として導かれ、Ｐ２圧力室５６には図６の圧力監視点Ｐ
２の圧力（つまり吸入圧Ｐｓ）がＰｓＬとして導かれて
いる。図７の制御弁も図３の制御弁と同様、設定差圧可
変型の入れ側制御弁として機能する。

【００８４】前記第１実施形態と同様、図７の容量制御
弁の弁開度も、入れ側弁体たる弁体部４３を含む作動ロ
ッド４０の配置如何によって決まる。作動ロッド４０の
各部に作用する種々の力を総合的に考察することで、こ
の制御弁の動作条件や特性が明らかとなる。

【００８５】作動ロッドの差圧受承部４１の上端面に
は、緩衝バネ５７の上向き付勢力ｆ１によって減殺され
た可動壁５４の上下差圧に基づく下向き押圧力が作用す
る。また、差圧受承部４１の下端面には、吐出圧Ｐｄに
よる上向き押圧力が作用する。下向き方向を正方向とし
て差圧受承部４１に作用する全ての力ΣＦ１を整理する
と、ΣＦ１は次の数６式のように表される。

【００８６】

【数６】 他方、作動ロッドのガイドロッド部４４（弁体部４３を
含む）には、戻しバネ６６の下向き付勢力ｆ２によって
減殺された上向きの電磁付勢力Ｆが作用する。又、弁体
部４３、ガイドロッド部４４及び可動鉄心６４の全露出
面に作用するクランク圧Ｐｃの相殺状況を勘案すると、
クランク圧Ｐｃの作用を受ける弁体部４３及びガイドロ
ッド部４４の有効受圧面積は連通路４７の断面積と同じ
ＳＢとなり、結果的に当該ガイドロッド部４４にはＰｃ
・ＳＢという大きさの上向き押圧力が作用する。更に弁
体部４３の上端面には、吐出圧Ｐｄによる下向き押圧力
が作用している。上向き方向を正方向として弁体部４３
及びガイドロッド部４４に作用する全ての力ΣＦ２を整
理すると、ΣＦ２は次の数７式のように表される。

【００８７】

【数７】 作動ロッド４０は差圧受承部４１とガイドロッド部４４
とを連結部４２で連結してなる一体物であるから、その
配置は、ΣＦ１＝ΣＦ２の力学的均衡を充足する位置に
決まる。この等式を整理する過程で、左右両辺のＰｄ
（ＳＢ−ＳＣ）項が相殺される。次の数８式は、ΣＦ１
＝ΣＦ２の等式を整理した後の形を示す。

【００８８】

【数８】 第２実施形態では、圧力監視点Ｐ２は吸入室２１内に設
定されているから、Ｐｓ＝ＰｓＬである。又、圧縮機の
吐出容量が比較的大きいところで安定すると、クランク
圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓ（＝ＰｓＬ）との差が縮まる。この
場合には、数８式中のＳＢ項が無限小状態にあるとみな
すことができ、次の数９式のような近似式が成立する。
数９式を更に整理したのが数１０式である。

【００８９】

【数９】

【００９０】

【数１０】 数１０式の右辺において、ｆ１，ｆ２，ＳＡは機械設計
の段階で一義的に決まる確定的なパラメータであり、電
磁付勢力Ｆのみがコイル６７への電力供給量に応じて変
化する可変パラメータである。この数１０式は、制御弁
の特性に関して前記第１実施形態の数５式と同様の物理
的意味を示唆するものであり、従って、図７の制御弁に
ついても図３の制御弁と同様のことが言える。即ち、図
７の制御弁は、その弁開度調節動作の基準となる二点間
差圧ΔＰ（ｔ）＝ＰｓＨ−ＰｓＬの設定値（即ち設定差
圧ＴＰＤ）を、コイル６７へのデューティ制御によって
外部から一義的に設定することが可能な設定差圧可変型
の制御弁である。又、作動ロッド４０の配置を決定する
方程式（数１０式）中には、二点間差圧（ＰｓＨ−Ｐｓ
Ｌ）以外の圧力パラメータ（例えばＰｃやＰｄを含む
項）が含まれず、従ってクランク圧Ｐｃや吐出圧Ｐｄが
作動ロッド４０の位置決めに影響を及ぼすことがない。
換言すれば、クランク圧Ｐｃや吐出圧Ｐｄは作動ロッド
４０の変位動作を阻害又は拘束する要因とはなり得ず、
制御弁は、前記二点間差圧と電磁付勢力Ｆ及びバネ力ｆ
１，ｆ２との力学的バランスのみに基づいて円滑に作動
する。

【００９１】図７の制御弁によれば、図３の制御弁と同
様の作用及び効果を奏する。特に、前述の数式を用いた
特性解析から分かるように、作動ロッド４０の位置決め
（つまり弁開度調節）には吐出圧Ｐｄの影響が及ばな
い。即ち、連通路４７とガイド孔４９とを同じ軸直交断
面積ＳＢに設定することで、作動ロッド４０の差圧受承
部４１と弁体部４３との間の領域に導入される吐出圧Ｐ
ｄによる上向きの力と下向きの力とが相殺されて吐出圧
Ｐｄが作動ロッド４０の位置決めに影響を及ぼさない。
故に、図７の制御弁は、吐出圧Ｐｄの変動を外乱として
受けることがなく動作が安定する。

【００９２】（第３実施形態：図８参照）図８は本発明
の第３実施形態に従う容量制御弁を示す。前記第１及び
第２実施形態の制御弁と共通の構成要素又は部材につい
ては図面に同じ参照番号を付すことで説明を省略し説明
重複を回避する。

【００９３】バルブハウジング４５内には、作動ロッド
４０が軸方向に移動可能に収容されている。作動ロッド
４０は、差圧受承部（先端部）４１、連結部４２、弁体
部４３及びガイドロッド部（基端部）４４を有してい
る。但し、差圧受承部４１とガイドロッド部４４は同径
であり同じ軸直交断面積ＳＢを持ち、連結部４２の軸直
交断面積はＳＣである。

【００９４】作動ロッド４０の内部には、当該ロッドの
上端部（差圧受承部４１）と下端部とを連通させる内部
通路７４が形成されている。図３の制御弁と同様、Ｐ１
圧力室５５には吐出室の圧力（Ｐｄ）がＰｄＨとして導
かれ、Ｐ２圧力室５６には図２の圧力監視点Ｐ２の圧力
がＰｄＬとして導かれている。この圧力ＰｄＬは前記内
部通路７４を介してソレノイド室６３にも及んでいる。

【００９５】Ｐ１圧力室５５には、初期化手段としての
戻しバネ７５が配設され、この戻しバネ７５は可動壁５
４を作動ロッド４０の上端面に当接させると共に、可動
壁５４を介して作動ロッド４０を下方に付勢する。他
方、ソレノイド室６３には保持バネ７６が配設され、こ
の保持バネ７６は可動鉄心６４を作動ロッド４０の下端
面に当接させると共に可動鉄心６４を介して作動ロッド
４０を上方に付勢する。尚、戻しバネ７５のバネ力ｆ２
は、保持バネ７６のバネ力ｆ１よりも大きい。

【００９６】図８の制御弁の動作条件や特性も、作動ロ
ッド４０の各部に作用する種々の力を考察することで明
らかになる。図８の作動ロッドの差圧受承部４１に作用
する力としては、作動ロッドの差圧受承部４１の上端面
に作用するところの戻しバネ７５の下向き付勢力ｆ２、
可動壁５４の上下差圧に基づく下向き押圧力：ＰｄＨ・
ＳＡ−ＰｄＬ（ＳＡ−ＳＢ）およびクランク圧Ｐｃによ
る上向き押圧力がある。なお、差圧受承部４１の下端面
の受圧面積は（ＳＢ−ＳＣ）である。下向き方向を正方
向として差圧受承部４１に作用する全ての力ΣＦ１を整
理すると、ΣＦ１は次の数１１式のように表される。

【００９７】

【数１１】 他方、作動ロッドのガイドロッド部４４（弁体部４３は
その一部）には、クランク圧Ｐｃによる下向き押圧力、
上向きの電磁付勢力Ｆ及び保持バネ７６の上向き付勢力
ｆ１が作用する。更に、ソレノイド室６３内での作動ロ
ッド４０の下端面及び可動鉄心６４の全表面に作用する
圧力ＰｄＬの相殺状況を勘案すると、圧力ＰｄＬの実質
的作用を受ける有効受圧面積はガイドロッド部４４の軸
直交断面積ＳＢに一致し、結果的にガイドロッド部４４
にはＰｄＬ・ＳＢという大きさの上向き押圧力が作用す
る。上向き方向を正方向として弁体部４３及びガイドロ
ッド部４４に作用する全ての力ΣＦ２を整理すると、Σ
Ｆ２は次の数１２式のように表される。

【００９８】

【数１２】 作動ロッド４０は差圧受承部４１と弁体部４３とを連結
部４２で連結してなる一体物であるから、その配置は、
ΣＦ１＝ΣＦ２の力学的均衡を充足する位置に決まる。
この等式を整理する過程で、左右両辺のＰｃ（ＳＢ−Ｓ
Ｃ）項が相殺され、次の数１３式のようになる。つま
り、差圧受承部４１と弁体部４３とが連結部４２で連結
され、且つクランク圧Ｐｃに関する差圧受承部４１と弁
体部４３の受圧面積が共に（ＳＢ−ＳＣ）で等しいため
に、作動ロッド４０に作用するクランク圧Ｐｃの影響は
完全に打ち消される。

【００９９】

【数１３】 この数１３式からは更に、左右両辺のＰｄＬ・ＳＢ項が
相殺され、次の数１４式及び数１５式のようになる。つ
まり、作動ロッド４０の先端部及び基端部の存在する領
域が同じ圧力（ＰｄＬ）下にあり、しかも先端部の軸直
交断面積と基端部の有効受圧面積とが等しいことで、作
動ロッド４０の上端面に覆われた可動壁５４の下面中央
領域（面積ＳＢ）に代わって、作動ロッド４０の下端面
（面積ＳＢ）が圧力ＰｄＬを受圧するが如き状況が作り
出される。

【０１００】

【数１４】

【０１０１】

【数１５】 この数１５式は、分母の形こそ違え前記数５式と物理的
には等価な式であり、図８の制御弁の特性が図３の制御
弁の特性と本質的に同等であることを示唆している。つ
まり、図８の戻しバネ７５を図３の戻しバネ６６と等価
なバネ要素とみなし、且つ、図８の保持バネ７６を図３
の緩衝バネ５７と等価なバネ要素とみなすことができる
限り、図８の制御弁は図３の制御弁と同様、設定差圧可
変型の制御弁として機能することができる。図８の制御
弁における設定差圧決定手段は、設定差圧変更アクチュ
エータ１００、戻しバネ７５及び保持バネ７６によって
構成される。又、クランク圧Ｐｃ、吐出圧Ｐｄ（＝Ｐｄ
Ｈ）あるいは圧力ＰｄＬが個別に作動ロッド４０の位置
決めに影響を及ぼすことがなく、これらの圧力が作動ロ
ッド４０の変位動作を阻害又は拘束する要因とはなり得
ず、容量制御弁は、前記二点間差圧ΔＰ（ｔ）と、電磁
付勢力Ｆ及びバネ力ｆ１，ｆ２との力学的バランスのみ
に基づいて円滑に作動することができる。故に、図８の
制御弁も図３の制御弁と同様の作用及び効果を奏する。

【０１０２】なお、数５式と数１５式とで右辺の分母の
形が異なるのは、専ら作動ロッド４０の下端部領域に導
かれる圧力が、Ｐ１圧力室５５と同じ圧力ＰｄＨである
か、Ｐ２圧力室５６と同じ圧力ＰｄＬであるかの違いに
よる。第１実施形態と第３実施形態から言えることは、
本件の設定差圧可変型制御弁によれば、作動ロッド４０
の基端部領域に導かれる圧力がＰｄＨ又はＰｄＬのいず
れの場合でも、可動壁壁５４と作動連結した作動ロッド
４０の両端域に作用する圧力を相殺できる。そして、作
動ロッド４０の位置決めがＰｄＨとＰｄＬとの差圧には
依存するが、その差圧以外の個々の圧力要因には影響さ
れない弁構造とすることができる。

【０１０３】（第３実施形態の別例：図９参照）図９
は、図８の制御弁における設定差圧変更アクチュエータ
としてのソレノイド部をスプールを利用した圧力アクチ
ュエータで置換した容量制御弁を示す。

【０１０４】即ち、バルブハウジングの下半部本体４５
ｃに作動室８０を区画し、その作動室８０内にフランジ
状のスプール８１を設ける。スプール８１は作動ロッド
４０に一体化されており、制御弁の軸方向に一体移動可
能である。スプール８１により作動室８０は高圧室８２
と低圧室８３とに二分される。低圧室８３は常時クラン
ク室５（クランク圧Ｐｃの領域）に連通している。他
方、高圧室８２は通路８４を介して吐出圧Ｐｄの領域
（例えば吐出室２２）に繋がっている。但し、その通路
８４の途中には、制御装置７０により全開又は全閉に制
御される開閉弁８５が設けられている。高圧室８２には
保持バネ７６が配設されている。保持バネ７６は、図８
の場合と同様、作動ロッド４０を上方に付勢する。更に
スプール８１には、高圧室８２と低圧室８３とをつなぐ
絞り通路８７が形成されている。

【０１０５】作動ロッド４０を上方に付勢又は強制移動
する必要があるときには、制御装置７０は駆動回路７２
を介して開閉弁８５を所定時間だけ開弁させる。すると
吐出圧Ｐｄのガスが高圧室８２に導入されるが、絞り通
路８７の効果で高圧室８２の内圧は直ちに低下せず、両
室８２，８３間の圧力差が大きくなる。この圧力差は、
感圧室４８内の戻しバネ７５の付勢力に打ち勝って作動
ロッド４０を上動させる付勢力又は押圧力を生み出す。
制御装置７０によって開閉弁８５が閉弁されると、高圧
室８２内の高圧ガスは絞り通路８７及び低圧室８３を介
してクランク室５に放出されるばかりとなる。その放出
過程でスプール８１は戻しバネ７５によって押し戻さ
れ、作動ロッド４０はそれに作用する全ての力が均衡す
る位置に位置決めされる。このように、図９のような圧
力アクチュエータを、設定差圧可変型の容量制御弁にお
ける設定差圧変更アクチュエータ１００として用いるこ
とができる。

【０１０６】なお、図９の制御弁も、作動ロッド４０の
先端部領域（即ちＰ２圧力室５６）と基端部領域７９と
は内部通路７４によって連通されており、且つ先端部と
基端部の軸直交断面積は等しくＳＢに設定されているこ
とから、図８の制御弁と同様に、圧力ＰｄＬは単独で作
動ロッド４０の位置決めに影響を及ぼさない。又、作動
ロッドの差圧受承部４１と弁体部４３との間の領域に導
入されるクランク圧Ｐｃが作動ロッド４０に及ぼす影響
が相殺されることも、図８の制御弁と同様である。従っ
て、図９の制御弁においてもＰｄＬ，Ｐｃ等の圧力が個
別に作動ロッド４０の位置決めに悪影響を及ぼすことが
ない。

【０１０７】（第４実施形態：図１０及び図１１参照）
図１０及び図１１は本発明の第４実施形態に従う容量制
御弁を示す。この第４実施形態の制御弁は、クランク室
５への高圧ガス導入量を制御する入れ側制御弁としての
性格と、クランク室５からのガス放出量を制御する抜き
側制御弁としての性格とを併せ持つ三方弁型の容量制御
弁である。なお、前記第１〜第３実施形態の制御弁と共
通の構成要素又は部材については図面に同じ参照番号を
付すことで説明を省略し重複説明を回避する。

【０１０８】バルブハウジング４５内には、作動ロッド
４０が軸方向に移動可能に収容されている。作動ロッド
４０は、先端部としての差圧受承部４１、その差圧受承
部４１と一体化した弁体部４３、連結部４２及び基端部
としてのガイドロッド部４４を有している。差圧受承部
４１、弁体部４３及びガイドロッド部４４はいずれも同
径であり同じ軸直交断面積ＳＢを持つ。弁体部４３とガ
イドロッド部４４とを連結する連結部４２は、前記ＳＢ
よりも小さな軸直交断面積ＳＣを持つ。作動ロッド４０
の上端部はＰ２圧力室５６内に進入し、作動ロッド４０
の下端部はソレノイド室６３内に進入している。そし
て、作動ロッド４０内には、Ｐ２圧力室５６とソレノイ
ド室６３とを連通させる内部通路７４が形成されてい
る。

【０１０９】バルブハウジング４５内において軸方向に
連続するガイド孔４９、弁室兼連通路４７およびガイド
孔６５（固定鉄心６２内に続く）の内径はいずれも等し
く、且つ、その内径は作動ロッド４０の差圧受承部等の
外径に対応している。つまりガイド孔４９、弁室兼連通
路４７およびガイド孔６５はいずれも同じ軸直交断面積
ＳＢとなっている。

【０１１０】図１０及び図１１に示すように、弁室兼連
通路４７の下部領域は、ポート５１を介して吸入室２１
に常時連通している。他方、弁室兼連通路４７の上部領
域はポート５２を介してクランク室５に連通可能となっ
ている。そして、作動ロッドの弁体部４３の配置に応じ
て、ポート５２（又は弁室兼連通路４７の上部領域）と
ポート５１（又は弁室兼連通路４７の下部領域）とが遮
断される場合（図１０参照）と、両ポートが連通される
場合（図１１参照）とが出現する。図１１に示す両ポー
ト５１，５２の連通時には、当該容量制御弁は抜き側制
御弁として機能する。つまり、ポート５２を区画してい
る段差７７と弁体部４３との間の絞り量に基づき、抽気
通路２７の開度が制御され、クランク室５から吸入室２
１へのガス放出量が調節される。

【０１１１】加えて、作動ロッドの弁体部４３内には、
前記内部通路７４からロッドの径方向に延びる第２内部
通路７８が形成されている。この第２内部通路７８は、
当該制御弁が抜き側制御弁として機能している場合に
は、図１１に示すようにガイド孔４９の内周壁によって
閉塞され何らの機能も果たさない。これに対し、図１０
に示すように弁体部４３の下端面が段差７７よりも下に
配置されることで制御弁経由の抽気通路２７が閉塞状態
に陥ると、第２内部通路７８はポート５２と連通する。
このとき、圧力監視点Ｐ２が、検圧通路３８、ポート５
６ａ、Ｐ２圧力室５６、内部通路７４、第２内部通路７
８、ポート５２及び抽気通路２７の上流部を介してクラ
ンク室５に連通し、圧力ＰｄＬの高圧ガスがクランク室
５に導入される。このため、図１０の状態の制御弁は入
れ側制御弁として機能する。なお、Ｐ２圧力室５６の圧
力ＰｄＬは、前記内部通路７４を介してソレノイド室６
３に導かれている。

【０１１２】図１０及び図１１の制御弁の作用を概説す
る。設定差圧変更アクチュエータ１００としてのソレノ
イド部への非通電時には、上向きの電磁付勢力Ｆは発生
せず、初期化手段としての戻しバネ７５の下向き付勢力
が保持バネ７６の上向き付勢力を凌駕して、作動ロッド
４０が図１０に示す最下動位置（初期位置）に強制配置
される。このとき、当該制御弁は全開状態の入れ側制御
弁と化し、作動ロッドの二つの内部通路７４，７８を介
して圧力監視点Ｐ２（図２参照）の高圧ガスがクランク
室５に導入され、クランク圧Ｐｃの昇圧が図られる。

【０１１３】他方、ソレノイド部に対し最小デューティ
比での電力供給がありさえすれば、作動ロッド４０が上
動して第２内部通路７８がガイド孔４９の内周壁によっ
て閉塞されると共に、当該制御弁は設定差圧可変型の抜
き側制御弁と化す。作動ロッドの弁体部４３と段差７７
との間の絞り量すなわち該制御弁経由での抽気通路２７
の開度は、デューティ制御される電磁付勢力Ｆによって
決まる設定差圧ＴＰＤと、第１及び第２圧力監視点Ｐ
１，Ｐ２間の実際の差圧（ＰｄＨ−ＰｄＬ）との相関関
係によって決まることは、図３や図８の制御弁の場合と
同様である。

【０１１４】なお、図１１に示すように、作動ロッドの
連結部４２の周囲には、吸入圧Ｐｓが及んでいる。但
し、その吸入圧Ｐｓが弁体部４３に及ぼす上向き押圧力
Ｐｓ（ＳＢ−ＳＣ）と、吸入圧Ｐｓがガイドロッド部４
４に及ぼす下向き押圧力Ｐｓ（ＳＢ−ＳＣ）とは互いに
相殺される関係にあり、吸入圧Ｐｓは作動ロッド４０の
位置決めに対していかなる影響も及ぼさない。作動ロッ
ドの連結部４２の周囲に及ぶ圧力が吸入圧Ｐｓかクラン
ク圧Ｐｃかの違いを除き、図１１の制御弁と図８の制御
弁とで作動ロッド４０に作用する力に本質的な違いはな
い。従って、図１０及び図１１の制御弁は、図８の制御
弁と同様、設定差圧を外部制御で変更しない限り、圧縮
機の吐出容量を設定差圧ＴＰＤに対応する差圧（ＰｄＨ
−ＰｄＬ）を実現するようなものに制御する容量制御弁
として機能する。

【０１１５】図１０及び図１１の三方弁型制御弁も、図
３や図８に示す制御弁と同様の作用及び効果を奏する。 （第４実施形態の別例：図１２参照）図１２は、図１０
及び図１１の制御弁における設定差圧変更アクチュエー
タとしてのソレノイド部を、スプールを利用した圧力ア
クチュエータで置換した容量制御弁を示す。概略的には
図１２の制御弁は、図１１の制御弁の上半部と図９の制
御弁の下半部とを合体したタイプと理解できる。但し、
バルブハウジング４５の内部構造の複雑化を避けるた
め、若干の追加的工夫が加えられている。即ち、図１２
に示すように、圧力アクチュエータの低圧室８３は、ク
ランク室５ではなく吸入室２１に連通されている。ま
た、弁室兼連通路４７の下端は低圧室８３に繋げられ、
作動ロッドの弁体部４３とスプール８１とは連結部４２
によって直結されている。この連結部４２の軸直交断面
積ＳＣは弁室兼連通路４７の軸直交断面積ＳＢよりも小
さく、且つ当該連結部４２は常に弁室兼連通路４７及び
低圧室８３内に存在する。故に、図１２の状態から作動
ロッド４０を下動させ弁体部４３を弁室兼連通路４７に
嵌入させて該通路を塞がない限り、クランク室５と吸入
室２１とは、ポート５２、弁室兼連通路４７及び低圧室
８３を介して常時連通する。つまり、ポート５２、弁室
兼連通路４７及び低圧室８３は、制御弁内において抽気
通路２７の一部を構成する。そして、弁体部４３と段差
７７との絞り量に応じて該抽気通路２７の開度が調節さ
れ、該制御弁は、図１０及び図１１の制御弁と同様、設
定差圧可変型の抜き側制御弁として機能する。

【０１１６】他方、圧力アクチュエータの高圧室８２と
低圧室８３が均圧化し、戻しバネ７５が保持バネ７６を
凌駕するときには、作動ロッド４０は図１２の状態から
下動して弁体部４３が弁室兼連通路４７に嵌入される。
この場合には、前記抽気通路２７が閉塞状態に陥るのみ
ならず、作動ロッド４０の二つの内部通路７４，７８を
介して圧力監視点Ｐ２とクランク室５とが連通し、当該
制御弁が入れ側制御弁として機能する。

【０１１７】このように図１２の制御弁は、選択的に抜
き側制御弁又は入れ側制御弁として機能する三方弁型の
容量制御弁であり、図１０及び図１１の制御弁と同様の
作用及び効果を奏する。

【０１１８】（その他の変更例） 〇 図８及び図９に示す制御弁において、Ｐ１圧力室５
５及びＰ２圧力室５６に導かれる圧力をそれぞれ、図６
の圧力監視点Ｐ１でのＰｓＨ及び図６の圧力監視点Ｐ２
でのＰｓＬとしてもよい。

【０１１９】〇 図８，図９，図１０，図１１及び図１
２に示す制御弁において、作動ロッド４０の内部通路７
４の上端をＰ２圧力室５６ではなくＰ１圧力室５５に連
通させ、Ｐ１圧力室５５に導かれている第１圧力監視点
Ｐ１の圧力（ＰｄＨ）を、作動ロッド４０の基端部領域
に導いてもよい。この場合には、図１５の原理図に示し
たのと同じ状況が生み出され、第１実施形態の制御弁
（図３）と同様の作用及び効果を奏する。

【０１２０】○ 第１圧力監視点Ｐ１を吐出室２２と凝
縮器３１とを含む両者間の吐出圧力領域に設定するとと
もに、第２圧力監視点Ｐ２を蒸発器３３と吸入室２１と
を含む両者間の吸入圧力領域に設定すること。

【０１２１】○ 第１圧力監視点Ｐ１を吐出室２２と凝
縮器３１とを含む両者間の吐出圧力領域に設定するとと
もに、第２圧力監視点Ｐ２をクランク室５に設定するこ
と。或いは、第１圧力監視点Ｐ１をクランク室５に設定
するとともに、第２圧力監視点Ｐ２を蒸発器３３と吸入
室２１とを含む両者間の吸入圧力領域に設定すること。
つまり、圧力監視点Ｐ１，Ｐ２は、上記各実施形態のよ
うに、冷媒循環回路の主回路である冷凍回路（外部冷媒
回路３０（蒸発器３３）→吸入室２１→シリンダボア１
ａ→吐出室２２→外部冷媒回路３０（凝縮器３１））へ
設定すること、さらに詳述すれば冷凍回路の高圧領域及
び／又は低圧領域に設定することに限定されるものでは
なく、冷媒循環回路の副回路として位置付けられる、容
量制御用の冷媒回路（給気通路２８→クランク室５→抽
気通路２７）を構成する、中間圧領域としてのクランク
室５に設定しても良い。

【０１２２】（前記各請求項に記載した以外の技術的思
想のポイント）請求項１〜１０に記載の制御弁におい
て、冷媒循環回路に設定された二つの圧力監視点（Ｐ
１，Ｐ２）のうち、相対的に上流側の圧力監視点（Ｐ
１）の圧力が第１圧力室に導かれ、相対的に下流側の圧
力監視点（Ｐ２）の圧力が第２圧力室に導かれているこ
と。

【０１２３】請求項１〜１０に記載の制御弁において、
設定差圧決定手段の付勢力は、前記第１及び第２圧力室
間の差圧に基づく押圧力と反対向きに設定されているこ
と。請求項１〜１０に記載の制御弁において、前記弁体
は、前記作動ロッドの先端部と基端部との間に設けられ
ていること。

【０１２４】請求項１〜１０に記載の制御弁において、
前記区画部材は、バルブハウジングの軸方向に移動可能
な可動壁であること。

【０１２５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜１０に
記載の制御弁によれば、冷媒循環回路の蒸発器での熱負
荷状況に影響されることなく圧縮機の吐出容量を制御す
ることが可能となる。更には、該制御弁を構成する作動
ロッド等に作用し得る各種の圧力によって制御動作が阻
害されたり撹乱されることがなく、容量制御動作の正確
性や的確性が向上する。

【０１２６】特に請求項９及び１０に記載の制御弁によ
れば、必要時には外部制御によって圧縮機の吐出容量を
迅速に変更することが可能となり、室温の安定維持を図
るための圧縮機の吐出容量制御と、緊急避難的な吐出容
量の迅速な変更とを両立させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】容量可変型斜板式圧縮機の断面図。

【図２】第１，第３及び第４実施形態における冷媒循環
回路の概要を示す回路図。

【図３】第１実施形態に従う設定差圧可変型容量制御弁
の断面図。

【図４】容量制御のメインルーチンのフローチャート。

【図５】通常制御ルーチンのフローチャート。

【図６】第２実施形態における冷媒循環回路の概要を示
す回路図。

【図７】第２実施形態に従う設定差圧可変型容量制御弁
の断面図。

【図８】第３実施形態に従う設定差圧可変型容量制御弁
の断面図。

【図９】第３実施形態の別例たる設定差圧可変型容量制
御弁の断面図。

【図１０】第４実施形態に従う設定差圧可変型容量制御
弁の断面図。

【図１１】第４実施形態に従う設定差圧可変型容量制御
弁の断面図。

【図１２】第４実施形態の別例たる設定差圧可変型容量
制御弁の断面図。

【図１３】第１実施形態での有効受圧面積を説明するた
めの断面図。

【図１４】従来技術での吸入圧と吐出容量との相関関係
を示すグラフ。

【図１５】請求項４に対応する発明の主要な構成を示す
原理図。

【図１６】請求項５に対応する発明の主要な構成を示す
原理図。

【符号の説明】

５…クランク室、１２…斜板（カムプレート）、２０…
ピストン、２１…吸入室（吸入圧領域）、２２…吐出室
（吐出圧領域）、２７…抽気通路、２８…給気通路、４
０…作動ロッド、４１…差圧受承部（先端部）、４２…
連結部、４３…弁体部（弁体）、４４…ガイドロッド部
（基端部）、４５…バルブハウジング、４６…弁室、４
７…連通路（又は弁室兼連通路）、４８…感圧室、５４
…可動壁（区画部材）、５５…Ｐ１圧力室（第１圧力
室）、５６…Ｐ２圧力室（第２圧力室）、６３…ソレノ
イド室（作動ロッド基端部の収容領域）、６６…戻しバ
ネ（初期化手段）、７４…内部通路、７５…戻しバネ
（初期化手段）、７９…作動ロッド基端部の収容領域、
１００…設定差圧変更アクチュエータ（６６，７５，１
００等は設定差圧決定手段を構成する）、Ｐ１…第１の
圧力監視点、Ｐ２…第２の圧力監視点、Ｐｃ…クランク
圧（クランク室の内圧）、Ｐｄ…吐出圧、Ｐｓ…吸入
圧。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樽谷 知二 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 園部 正法 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 川口 真広 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 松原 亮 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 安谷屋 拓 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA10 AA12 AA27 BA12 CA03 DA24 DA47 EA13 EA16 EA17 EA26 EA33 EA35 EA38 EA42 EA44 3H076 AA06 BB00 BB32 CC12 CC16 CC17 CC20 CC41 CC84

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量可変型圧縮機の吐出圧領域とクラン
   ク室とをつなぐ給気通路又は該圧縮機の吸入圧領域とク
   ランク室とをつなぐ抽気通路の一部を構成し得る弁室
   と、感圧室とを内部に持つバルブハウジングと、 前記弁室内に移動可能に設けられ該弁室内での配置に応
   じて前記給気通路又は抽気通路の開度を調節する弁体
   と、 前記感圧室を冷媒循環回路に設定された第１の圧力監視
   点の圧力が導かれる第１圧力室と同回路に設定された第
   ２の圧力監視点の圧力が導かれる第２圧力室とに区画す
   ると共に、前記第１及び第２圧力室間の差圧に基づいて
   変位可能な区画部材と、 先端部及び基端部を有すると共にその先端部において前
   記区画部材と作動連結されて該区画部材の変位動作を前
   記弁体に伝達する作動ロッドと、 前記作動ロッドを軸方向に付勢することで前記二つの圧
   力監視点間の設定差圧を決定する設定差圧決定手段とを
   備え、 前記作動ロッドを介しての区画部材と弁体との連動に基
   づき前記クランク室の内圧を調節して圧縮機の吐出容量
   を制御する制御弁であって、 前記バルブハウジング内において作動ロッドの基端部を
   収容する領域には、前記第１圧力室又は第２圧力室に導
   かれる圧力と同種の圧力が導かれることを特徴とする容
   量可変型圧縮機の制御弁。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の圧力監視点は、容量
   可変型圧縮機の吐出圧力領域と冷凍回路を構成する凝縮
   器とを含む両者間の冷媒通路に設定されていることを特
   徴とする請求項１に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
3. 【請求項３】 前記作動ロッドの先端部の軸直交断面積
   と、作動ロッドの基端部を収容する領域に導かれている
   圧力に関する当該基端部の有効受圧面積とが略等しく設
   定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   容量可変型圧縮機の制御弁。
4. 【請求項４】 前記作動ロッドの先端部は前記第２圧力
   室内に配置され、前記作動ロッドの基端部を収容する領
   域には、前記第１圧力室に導かれている圧力と同種の圧
   力が導かれていることを特徴とする請求項３に記載の容
   量可変型圧縮機の制御弁。
5. 【請求項５】 前記作動ロッドの先端部は前記第２圧力
   室内に配置され、前記作動ロッドの基端部を収容する領
   域には、前記第２圧力室に導かれている圧力と同種の圧
   力が導かれていることを特徴とする請求項３に記載の容
   量可変型圧縮機の制御弁。
6. 【請求項６】 前記作動ロッドは更にその先端部と基端
   部とを連結する連結部を有し、その連結部の軸直交断面
   積は前記先端部の軸直交断面積よりも小さく設定されて
   おり、且つ、その連結部の周囲には、前記弁室と共に当
   該制御弁内における給気通路又は抽気通路を構成する連
   通路が確保されていることを特徴とする請求項１〜５の
   いずれか一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
7. 【請求項７】 前記作動ロッドの基端部の軸直交断面積
   をその基端部付近での前記連通路の口径面積と略同等又
   はそれ以上とし、且つ、前記作動ロッドの先端部の軸直
   交断面積と、前記作動ロッドの基端部付近での前記連通
   路の口径面積とを略等しく設定することで、前記連通路
   内の圧力に関する作動ロッド先端部側の受圧面積と作動
   ロッド基端部側の受圧面積とを略等しくしたことを特徴
   とする請求項６に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
8. 【請求項８】 前記作動ロッドには、第１圧力室又は第
   ２圧力室の圧力を該作動ロッドの基端部に導くための内
   部通路が形成されていることを特徴とする請求項１〜７
   のいずれか一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
9. 【請求項９】 前記設定差圧決定手段は、設定差圧を外
   部からの制御により変更可能とすべく作動ロッドの基端
   部に配設された設定差圧変更アクチュエータを含んでな
   ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載
   の容量可変型圧縮機の制御弁。
10. 【請求項１０】 前記設定差圧変更アクチュエータの非
    作動時又は不活性時において、クランク室の内圧が増大
    する方向に前記弁体及び作動ロッドを位置決めする初期
    化手段を更に備えてなることを特徴とする請求項９に記
    載の容量可変型圧縮機の制御弁。